RU2713720C1 - Method for checking the probability of reliable measurements - Google Patents
Method for checking the probability of reliable measurements Download PDFInfo
- Publication number
- RU2713720C1 RU2713720C1 RU2019121407A RU2019121407A RU2713720C1 RU 2713720 C1 RU2713720 C1 RU 2713720C1 RU 2019121407 A RU2019121407 A RU 2019121407A RU 2019121407 A RU2019121407 A RU 2019121407A RU 2713720 C1 RU2713720 C1 RU 2713720C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measurements
- series
- considered
- serviceable
- probability
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D18/00—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к технике измерений при воздействии помех, например, в лазерной дальнометрии, в системах охранной сигнализации и других областях с повышенными требованиями к достоверности измерений.The present invention relates to a measurement technique when exposed to interference, for example, in laser ranging, in alarm systems and other areas with increased requirements for the reliability of measurements.
Известны способы дистанционных измерений, связанные с выделением слабых сигналов [1], заключающиеся в зондировании удаленного объекта импульсами лазерного излучения, приеме отраженных объектом сигналов и определении параметров отраженного сигнала, по которым судят о характеристиках удаленного объекта, например, дальности до него. Результаты таких процедур должны удовлетворять заданной вероятности достоверного измерения.Known methods for remote measurements associated with the selection of weak signals [1], which include sensing a remote object with laser pulses, receiving the signals reflected by the object and determining the parameters of the reflected signal, which are used to judge the characteristics of the remote object, for example, the distance to it. The results of such procedures should satisfy the given probability of a reliable measurement.
Известны средства анализа видеоизображения в системах охранного телевидения [2], осуществляющие обнаружение сигналов от удаленных датчиков. В этом случае также требуется обеспечивать заданную вероятность правильной идентификации сигнала.Known video analysis tools in CCTV systems [2], which detect signals from remote sensors. In this case, it is also required to provide a given probability of correct identification of the signal.
Известны также методы стабилизации частоты ложных срабатываний на допустимом уровне в процессе измерения [3].Methods are also known for stabilizing the frequency of false positives at an acceptable level during the measurement process [3].
Особенностью этих способов являются противоречивые требования к порогу обнаружения принимаемых сигналов. С одной стороны, этот порог должен быть как можно ниже, чтобы обеспечить максимальную чувствительность датчика. С другой стороны, порог срабатывания должен быть достаточно высоким, чтобы минимизировать вероятность ложного срабатывания от внутреннего шума датчика и других помех. Таким образом, вероятность достоверного измерения должна быть как можно ближе к допустимому пределу, что предъявляет строгие требования к точности методов контроля, пропорциональной объему испытаний.A feature of these methods are conflicting requirements for the detection threshold of received signals. On the one hand, this threshold should be as low as possible to ensure maximum sensor sensitivity. On the other hand, the response threshold should be high enough to minimize the likelihood of a false alarm from internal sensor noise and other interference. Thus, the probability of a reliable measurement should be as close as possible to the allowable limit, which imposes strict requirements on the accuracy of control methods proportional to the volume of tests.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ проверки вероятности достоверного измерения, реализованный в лазерном дальномере ЛПР-1 [4]. Проверку данного прибора на соответствие требованиям по вероятности достоверного измерения производят путем проведения 10 измерений, из которых не менее 9 должны быть достоверными.Closest to the technical nature of the proposed method is a method of checking the probability of a reliable measurement, implemented in the laser range finder LPR-1 [4]. This device is checked for compliance with the requirements for the probability of a reliable measurement by 10 measurements, of which at least 9 must be reliable.
При более высоких требованиях по вероятности достоверного измерения необходимый объем испытаний существенно возрастает, что ведет к увеличению продолжительности испытаний и сокращению ресурса проверяемого изделия.With higher requirements for the likelihood of reliable measurement, the required test volume increases significantly, which leads to an increase in the test duration and a reduction in the resource of the tested product.
Задачей изобретения является обеспечение максимальной надежности проверки при минимальном объеме испытаний.The objective of the invention is to ensure maximum reliability of the test with a minimum amount of testing.
Указанная задача решается за счет того, что в известном способе проверки вероятности р достоверных измерений прибора, заключающемся в n-кратном повторении измерений, определении количества m недостоверных измерений и сравнения m с предельно допустимым значением количества недостоверных измерений mпд(n), проверку проводят поэтапно, а именно, на первом этапе производят серию измерений, где t - доверительный коэффициент, и если количество недостоверных измерений не превышает m1=0, то прибор считают исправным и проверку прекращают, если m1=1, то серию измерений продолжают до количества и если количество недостоверных измерений не превышает m2=1, то прибор считают исправным и проверку прекращают, если m2=2, то серию измерений продолжают до количества и если количество недостоверных измерений не превышает m3=2, то прибор считают исправным и проверку прекращают, аналогичным образом серию измерений продолжают до и считают прибор исправным, если количество недостоверных измерений в серии mk≤(k-1), в противном случае прибор считают не выдержавшим проверку.This problem is solved due to the fact that in the known method of checking the probability p of reliable measurements of the device, which consists in n-fold repetition of measurements, determining the number m of false measurements and comparing m with the maximum permissible value of the number of false measurements m pd (n), the verification is carried out in stages namely, at the first stage a series is produced measurements, where t is the confidence coefficient, and if the number of false measurements does not exceed m 1 = 0, then the device is considered serviceable and the test is stopped, if m 1 = 1, then the series of measurements is continued to the number and if the number of false measurements does not exceed m 2 = 1, then the device is considered serviceable and the test is stopped, if m 2 = 2, then the series of measurements is continued to the number and if the number of false measurements does not exceed m 3 = 2, then the device is considered serviceable and the test is stopped, in a similar way the series of measurements is continued until and they consider the device serviceable if the number of inaccurate measurements in the series is m k ≤ (k-1), otherwise the device is considered to have failed the test.
Техническим результатом изобретения является обеспечение высокой надежности средства измерения при гарантированном минимуме вероятности недостоверного измерения и при минимальном количестве измерений в процессе испытаний.The technical result of the invention is to ensure high reliability of the measuring instrument with a guaranteed minimum probability of an unreliable measurement and with a minimum number of measurements during the test.
На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего способ. На фиг. 2 - диаграмма статистического разброса результатов испытаний.In FIG. 1 shows a diagram of a device that implements the method. In FIG. 2 is a diagram of a statistical spread of test results.
Согласно фиг. 1 устройство содержит приемник 1, на вход которого подается смесь сигнала с шумом, а на выходе последовательно включены счетчик m недостоверных измерений 2 и решающее устройство 3. К другому входу решающего устройства подключен счетчик n наработки 4. Выходы программного блока 5 связаны с приемником, счетчиком n и счетчиком m. выход решающего устройства 3 связан с программным блоком 5. Другой выход решающего устройства является выходом системы.According to FIG. 1, the device contains a
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Перед началом контрольной серии измерений с помощью программного блока 5 обнуляют счетчик m недостоверных измерений 2 и счетчик n наработки 4. Одновременно в решающем устройстве 3 устанавливают начальное состояние Запускают контрольную серию измерений и производят подсчет недостоверных измерений m путем их регистрации в счетчике 2. При достижении наработки n=n1 с помощью решающего устройства 3 проверяют условие m=0 и если это условие выполняется, то считают вероятность недостоверных измерений в норме и заканчивают проверку. Если m>0, то это значение регистрируют в решающем устройстве и продолжают испытания до наработки Если при этом m=k-1, то считают вероятность недостоверных измерений в норме и заканчивают проверку. В противном случае считают, что прибор не выдержал испытаний. Предельное количество k измерений, необходимое для гарантированного подтверждения результата, устанавливают исходя из принятых доверительных условий.Before starting the control series of measurements, using the
Относительная частота недостоверных измерений соответствует схеме Бернулли для случайных альтернативных событий и подчиняется биномиальному распределению [5].The relative frequency of inaccurate measurements corresponds to the Bernoulli scheme for random alternative events and obeys the binomial distribution [5].
При этом математическое ожидание оценки W частоты недостоверных измерений m/n в серии из n испытаний Moreover, the mathematical expectation of the estimate W of the frequency of false measurements m / n in a series of n tests
Дисперсия оценки частоты недостоверных измерений The variance of the estimate of the frequency of false measurements
где р - ожидаемая вероятность события.where p is the expected probability of the event.
Среднеквадратическое отклонение оценки Standard deviation of the estimate
На фиг 2 показано положение оценки W относительно истинного значения вероятности р, а также диаграмма плотности распределения оценок со среднеквадратическим отклонением σ и доверительными границами ±tσ.Figure 2 shows the position of the estimate W relative to the true value of the probability p, as well as the density distribution diagram of the estimates with standard deviation σ and confidence limits ± tσ.
При оценке W вероятности недостоверного измерения путем подсчета относительной частоты недостоверных измерений [5] как отношения количества m* недостоверных измерений и полного объема серии n приемочное количество m*=m*пр определяется выражениемWhen assessing W the probability of an invalid measurement by calculating the relative frequency of invalid measurements [5] as the ratio of the number m * of invalid measurements and the total volume of the series n, the acceptance quantity m * = m * pr is determined by the expression
гдеWhere
р - заданная вероятность недостоверного измеренияp is the given probability of an unreliable measurement
- доверительный коэффициент. - confidence coefficient.
При минимально значимой величине m*np=1 из (4) следует минимальный объем серииFor the minimum significant value m * np = 1, the minimum volume of the series follows from (4)
гдеWhere
Пример 1Example 1
p=0,01; p = 0.01;
В соответствии с (5) nмин=1091.According to (5), n min = 1091.
Согласно методу интервальных оценок [5] верхняя граница доверительной вероятности при n>>1 описывается формулойAccording to the method of interval estimates [5], the upper boundary of the confidence probability for n >> 1 is described by the formula
где W=m/n;where W = m / n;
t - доверительный коэффициент, определяемый из выраженияt is a confidence coefficient determined from the expression
Ф(t)=γ/2:Ф (t) = γ / 2:
γ - доверительная вероятность;γ is the confidence probability;
Ф(t) - функция Лапласа.Φ (t) is the Laplace function.
При W<<1 выражение (6) упрощаетсяFor W << 1, expression (6) is simplified
откудаwhere from
Предлагаемое техническое решение заключается в поэтапном применении критерия (8) в процессе проверки вероятности достоверного измерения для каждого из недостоверных результатов.The proposed technical solution consists in the phased application of criterion (8) in the process of checking the probability of a reliable measurement for each of the unreliable results.
На первом этапе проводят измерения в количестве, достаточном для получения с заданной доверительной вероятностью одного недостоверного результата.At the first stage, measurements are carried out in an amount sufficient to obtain, with a given confidence probability, one unreliable result.
Пример 2Example 2
m=1; р=0,01; t=2 (соответствует вероятности γ=0,95).m is 1; p = 0.01; t = 2 (corresponds to the probability γ = 0.95).
В соответствии с формулой (8) In accordance with the formula (8)
Аналогично для m=2Similarly for m = 2
Это означает, что при наличии одного недостоверного измерения в первой серии проводят дополнительно n2*=n2-n1=483-300=183 измерения.This means that if there is one unreliable measurement in the first series, an additional n 2 * = n 2 -n 1 = 483-300 = 183 measurements are carried out.
При этом среднее количество измерений при испытаниях серийной продукции по результатам двухэтапной проверкиIn this case, the average number of measurements when testing serial production according to the results of a two-stage verification
Пример 3Example 3
В условиях примера 2 nср=300+0,05-183=309.In the conditions of example 2 n cf = 300 + 0.05-183 = 309.
Влиянием третьего и последующих этапов проверки на nср на среднее количество измерений можно пренебречь, поскольку уменьшающий множитель (1-γ) входит в выражение в степени 2 и т.д.The influence of the third and subsequent stages of the test on n cf. on the average number of measurements can be neglected, since the decreasing factor (1-γ) is included in the expression to the power of 2, etc.
Из полученных результатов видно, что предлагаемое техническое решение по сравнению с известными позволяет сократить среднюю наработку nср в процессе испытаний с 1091 (пример 1) до 309 (пример 3), то есть более чем в три раза.From the obtained results it can be seen that the proposed technical solution, in comparison with the known ones, allows to reduce the average operating time n sr during the tests from 1091 (example 1) to 309 (example 3), that is, more than three times.
Таким образом, предлагаемый способ является решением поставленной задачи и обеспечивает максимальную надежность проверки при минимальном объеме испытаний.Thus, the proposed method is a solution to the problem and provides maximum reliability checks with a minimum amount of testing.
Источники информацииSources of information
1. Боек. Использование лазеров для измерения расстояний. «Зарубежная радиоэлектроника», 1964, №3.1. The striker. Using lasers to measure distances. "Foreign Radio Electronics", 1964, No. 3.
2. Методические рекомендации Р 78.36.030-2013. Применение программных средств анализа видеоизображения в системах охранного телевидения.2. Guidelines R 78.36.030-2013. Application of video analysis software in CCTV systems.
3. Вильнер В.Г. Проектирование пороговых устройств с шумовой стабилизацией порога. // Оптико-механическая промышленность. - 1984 г. - №5, - С. 39-41.3. Vilner V.G. Design threshold devices with noise stabilization threshold. // Optical-mechanical industry. - 1984 - No. 5, - S. 39-41.
4. Лазерный прибор разведки ЛПР-1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - прототип.4. Laser reconnaissance device LPR-1. Technical description and instruction manual. - prototype.
5. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М. «Высшая школа», 1977 г. - С. 66.5. Gmurman V.E. Theory of Probability and Mathematical Statistics. M. "Higher School", 1977 - S. 66.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019121407A RU2713720C1 (en) | 2019-07-09 | 2019-07-09 | Method for checking the probability of reliable measurements |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019121407A RU2713720C1 (en) | 2019-07-09 | 2019-07-09 | Method for checking the probability of reliable measurements |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2713720C1 true RU2713720C1 (en) | 2020-02-06 |
Family
ID=69625061
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019121407A RU2713720C1 (en) | 2019-07-09 | 2019-07-09 | Method for checking the probability of reliable measurements |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2713720C1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2354929C1 (en) * | 2007-12-18 | 2009-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") | Method for control of serviceability of non-certified equipment for measurement of residual stress with help of test samples |
-
2019
- 2019-07-09 RU RU2019121407A patent/RU2713720C1/en active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2354929C1 (en) * | 2007-12-18 | 2009-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") | Method for control of serviceability of non-certified equipment for measurement of residual stress with help of test samples |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
А.И.АРИСТОВ и Т.М.РАКОВЩИК "Основы метрологии, стандартизации и сертификации" учебное пособие, М:"МАДИ", 2013, стр. 79 - 81 * |
Методические указания "Достоверность и требования к методикам поверки средств измерений" МИ 187-86, Москва, 1987 * |
Методические указания "Достоверность и требования к методикам поверки средств измерений" МИ 187-86, Москва, 1987. Стандарт организации "Метрологическое обеспечение. Управление средствами измерений и испытательным оборудованием" СТО ТГУ 162-2019, Томск, 2019. А.И.АРИСТОВ и Т.М.РАКОВЩИК "Основы метрологии, стандартизации и сертификации" учебное пособие, М:"МАДИ", 2013, стр. 79 - 81. * |
Стандарт организации "Метрологическое обеспечение. Управление средствами измерений и испытательным оборудованием" СТО ТГУ 162-2019, Томск, 2019. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2672676C2 (en) | Navigation and integrity monitoring | |
CN102221580B (en) | Automatic calibration error detection for ultrasonic inspection devices | |
US10514447B2 (en) | Method for propagation time calibration of a LIDAR sensor | |
US20210216609A1 (en) | Degradation detection system | |
US8215152B2 (en) | Testing an acoustic property of an ultrasound probe | |
US11520049B2 (en) | Pulsed-light detection and ranging apparatus, system and method of detection and ranging of an object in a pulsed light detection and ranging system | |
RU2713720C1 (en) | Method for checking the probability of reliable measurements | |
JP5305395B2 (en) | GPS satellite signal quality monitoring method having GPS satellite signal quality monitoring function and GPS satellite signal quality monitoring apparatus having GPS satellite signal quality monitoring function | |
US11307306B2 (en) | Method and device for providing ultrasonic signal information | |
CN114296044A (en) | Laser radar fault diagnosis method and device | |
RU2372626C1 (en) | Method of determining distance to earth's surface | |
RU2193782C2 (en) | Procedure evaluating characteristics of radar exposed to active jamming | |
RU2715167C1 (en) | Method for controlling probability of reliable measurements | |
CN108226907B (en) | Ranging calibration method and device for laser ranging equipment | |
US20190154795A1 (en) | Testing system and method for testing the performance of a detector | |
JP2020144002A (en) | Positron annihilation characteristics measuring apparatus | |
RU2385471C2 (en) | Method of determining range and/or speed of remote object | |
US11656166B2 (en) | Method and apparatus for detecting particles | |
CN109060313B (en) | Detection method and detection system of laser projector | |
RU192302U1 (en) | Pulse receiving device | |
JP7486843B2 (en) | Apparatus and method for generating test data for testing distance determination in optical time-of-flight measurements - Patents.com | |
RU2558694C1 (en) | Determination of aircraft altitude | |
JP2002090452A (en) | Ultrasonic range finder | |
RU2787743C2 (en) | Count rate assessment at input in radiation pulse detectors | |
CN116643257B (en) | Performance test method and system for laser radar |